[发明专利]一种黄铜管的铸轧制造方法及黄铜管

说明书

本发明涉及金属管材加工技术领域，尤其是一种黄铜管的铸轧制造方法及黄铜管，包括以下步骤：S1对出连铸结晶器的管坯直接进行空冷，由红热状态冷却到室温，得到黄铜管坯；S2对经所述步骤S1处理后得到的所述黄铜管坯进行表面铣面得到无氧化表面；S3将黄铜管坯送入行星轧管机中进行单道次轧制，轧制后冷却得到黄铜盘管；S4对黄铜管进行拉伸、成型、退火或精整中的任意一种或几种组合的后续处理，制得黄铜管成品；本发明利用连铸后缓冷技术和行星轧制技术相结合，具有高效、节能、成材率高，管材制造成本低，制成品管材品质好等优点，可以生产高品质的黄铜管，大大提高了黄铜管的生产效率和成材率。

技术领域

本发明涉及金属管材加工技术领域，尤其是一种黄铜管的铸轧制造方法及黄铜管。

背景技术

现有技术中，黄铜管的制造方法主要有挤压法和铸轧法两种。

一种是黄铜管的“挤压法”，其工艺流程为：半连续铸造——挤压——皮尔格轧机冷轧——拉拔——热处理——包装。

该加工方法存在如下的问题：挤压后的管材往往达不到最终尺寸要求，需用皮尔格轧管机或拉拔机进行减径及减壁加工。这种加工是冷加工，既冷轧或冷拔。但冷加工时金属强度高，变形抗力大大高于金属的热加工，所以与热加工相比，冷加工的单道次变形率低，产品生产效率低，往往需要数倍于热加工的加工道次才能完成同样的金属变形量；此外，“挤压—皮尔格轧制”都是直管生产，一般很难加工出超长管材，除非采用超大吨位挤压机，否则很难采用效率极高的盘拉生产方式，这也是影响生产效率的因素之一。“挤压法”过多的使用冷加工，造成生产效率低下、成材率较低以及成本高等问题，是黄铜管生产中存在着的最大问题。

另一种，是专利号为“CN88101739”，名称为“管、棒与带的制造方法”的文献中，公开了一种新的铜管的生产方法，即所谓的“铸轧法”。该方法是将连铸空心铜坯管在室温下直接送入PSW三辊行星轧机进行单道次大变形量的轧制。利用铜管坯面积缩减和材料变形所产生的内磨擦，使铜管坯在升温到250℃～700℃(即对应材料的再结晶起始温度以上)的温度条件下，进行铜管材加工轧制的一种目前比较先进的生产方法。与上述“挤压法”相比，该“铸轧法”具有工序少、成本低和成材率高等优点。该方法在最近20年内在紫铜管的加工领域取得了巨大的成功。

参照“铸轧法”在紫铜管上获得的巨大成功，本领域内的工程师们非常希望将其推广到铜合金管加工领域，希望能够采用铸造的黄铜、青铜和白铜等空心铜合金管坯经行星轧管机轧制制造出各种铜合金管。为此，人们作了大量的工作，如对铸造的铜合金空心管坯进行轧前局部或整体加热、对铸造管坯在铸造时进行电磁搅拌以细化晶粒、控制轧机开始轧制时的咬入参数等等，专利号为“CN02138022”、“CN03149786”、“CN200410010338”、“CN200510134628”、“CN200910153349”和“CN201010224476”的专利文献，记录了工程师们的工作和设想。

但是时至今日，采用“铸轧法”生产黄铜管都没能获得成功，具体原因主要如下：

1、与紫铜相比，连铸的空心黄铜管在轧制时因晶粒粗大，晶界非常容易开裂，很难建立稳定的轧制状态，轧后组织成分不均、内外表面裂纹缺陷多。

黄铜管坯的铸造组织含有裂纹、缩孔、偏析等各种缺陷，这些缺陷在后道次的加工过程中，有可能被修补，也有可能被保留或放大。在采用“铸轧法”生产紫铜管时，铸造管坯上的各种缺陷经过大压下量的行星轧制并在变形区高温、高压下得到了完全的修补和焊合，形成了一种新的铜管制造方法。而将同样的方法用到黄铜管的轧制时，黄铜管坯因粗大柱状晶粒的晶界在轧制中非常容易开裂，导致不能建立稳定的轧制状态。尽管对黄铜管坯也预先作了坯料加温等方法，但在轧制时因晶粒晶界开裂导致黄铜管轧后会存在很多的缺陷。这是一直以来采用“铸轧法”制造黄铜管没能取得成功的主要原因。连铸时采用电磁搅拌等措施对减少开裂会有一定帮助，但不能从根本上解决开裂问题，且成本大幅增加。

2、黄铜在进行行星轧制时变形率和温升不够，导致存在制造缺陷。